Thermal Oxidation of Porous Silicon

다공질 실리콘 (Porous Silicon) 의 열산화

The progress of oxidation of a porous silicon layer(PSL) was studied by examining the temperature dependence of the oxidation and the infrared absorption spectra. Thick OPSL(oxidized porous silicon layer). which has the same properties as thermal $SiO_{2}$ of bulk silicon, is formed in a short time by two steps wet oxidation of PSL at $700^{\circ}C$, 1 hr and $1100^{\circ}C$, 1 hr. Etching rate, breakdown strength of the OPSL are strongly dependent on the oxidation temperature, oxidation atmosphere. And its breakdown field was ${1\MV/cm^-2}$ MV/cm The oxide film stress was determined through curvature measurement using a dial gauge. During oxidation at temperature above $1000^{\circ}C$ in dry $O_{2}$, stress on the order of ${10^9}\dyne/{cm^2}{-10^10}\dyne/{cm^2}$ are generated in the OPSL.

다공질 실리콘을 열산화할 때 산화의 온도 의존성과 IR흡수 스펙트럼을 조사하여 다공질 실리콘외 산화특성을 조사하였다. PSL(porous silicon layer)을 $700^{\circ}C$에서 1시간, $1100^{\circ}C$에서 1시간으로 2단계 습식산화시켜 bulk 실리콘의 열산화막과 같은 성질의 수십 ${\mu}m$두께의 OPSL(oxidized porous silicon layer)을 짧은 시간에 형성시킬 수 있으며, 식각율과 항복전계는 산화온도와 산화 분위기에 크게 의존하는 것으로 나타났다. 이때 PSL의 산화율은 약 390nm/s이고, 항복전계는 1.0MV/cm~2.0MV/cm의 분포를 갖는다. 웨이퍼 휨을 측정하여 고온 열산화시 발생하는 산화막의 stress를 조사하였다. $1000^{\circ}C$ 이상의 고온에서 건식산화할 경우 발생하는 stress는 ${10^2}dyne/{cm^2}~{10^10}dyne/{cm^2}$로 측정되었다.